说明和操作描述
描述
概要 GL31 发动机为直列 4 缸、16 气门、双顶置凸轮轴 结构、正 时链传动、缸内直喷系统。 主要由缸体、缸盖、曲轴、连杆、凸轮轴等组成。缸盖 为铸铝材料，通过 10 个高强度螺栓穿过多层缸垫与铸铝 缸体连接，整体强度大，结构可靠。 气缸体部件 气缸体采用常用铸铝材料，整体强度大，不 易变形。通 过缸孔珩磨形成缸套。为保证缸体的散热效 果，相邻两 缸间加工有 V 形水道。 铝合金热膨胀活塞装有全浮动式活塞销，活塞销与连杆 小头间隙配合，活塞销两端使用卡簧固定限位。每个活 塞装有两道气环和一道油环。 锻钢连杆具有 "H" 型截面的构造。连杆的大头端在曲轴 颈 的轴瓦上运动。连杆采用锻造 + 涨断工艺。 通过第四主轴瓦上瓦两侧的止推片来控制曲轴的轴向窜 动。主轴瓦的径向间隙是需要通过主轴瓦的选配来控制 的，由 4 种不同壁厚主轴瓦的选配来实现合理的轴瓦间 隙。机油通过主轴瓦上瓦的油槽和曲轴轴颈上的斜油孔 向连杆大头轴瓦供油。 气缸盖部件 气缸盖采用每缸四气门结构，火花塞布置在 燃烧室中心，由于采用顶置式气门结构，燃烧室内形成 强劲的涡流，使混合气分布均匀，有利于火焰的传播， 改善燃烧情况，从而提高发动机的动力性能，燃油经济 性和排放性能。 凸轮轴驱动滚子摇臂，滚子摇臂一端由液压挺柱支撑， 一端由气门杆端支撑。通过摆臂力矩驱动气门。气门间 隙可由液压挺柱自动补偿。气门杆油封压装在缸盖油封 座上，同时可作为气门弹簧下座，支撑气门弹簧。 排气门是除积碳型的，侧面经过加工的气门杆可清除气 门导管末端及燃烧室中的积碳，从而防止气门咬死。 多层结构金属材质气缸垫，缸口部位使用压圈结构，加 强了缸口处的密封，采用局部橡胶涂层工艺，保证密封 性能。 凸轮轴轴头轴颈有 4 个油孔，全为进油路。机油经过油 孔 进入凸轮轴头端内孔，后进入中置 OCV 阀阀体。机 油通过 油道进入机油控制电磁阀。凸轮轴尾端装配有凸 轮轴信 号轮，为凸轮轴位置传感器提供信号。凸轮轴前 端有二 面体，用于装配时控制凸轮轴正时。
在进、排气凸轮轴的传动端上安装有调相器，由中置 OCV 阀阀体的自带螺纹固定。调相器有提前和滞后两个 液压 室。ECU 根据发动机工况输出控制中置 OCV 阀电 磁铁的占 空比信号，来控制电磁铁的推杆行程，进而传 递到中置 OCV 阀阀体的阀芯位置，来切换往调相器腔室的机油流 向，最终来调整凸轮相位，以获得最优配气效果。 在前盖上安装两个中置OCV阀电磁铁，并分别用三个螺 栓 固定，由 O 型圈密封。电磁铁与阀体一起实现三位四 通的 电磁阀功能，包括一个进油口，一个回油口和两个 与调 相器液压室相连的油道。 下曲轴箱部件 下曲轴箱总成包括下曲轴箱和机油泵。铝 制下曲轴箱的 形状设计成适合积蓄机油集滤器周围的机 油的形状，机 油泵装配到下曲轴箱底部，机油通过有滤 网的机油集滤 器 , 经过机油泵的加压，再通过机油滤清 器。 干净无杂质的机油通过机体的主油道分配到主轴承和缸 盖，用于润滑曲轴，连杆和凸轮轴等零件。下曲轴箱和 机体结合面处使用涂胶密封，使用螺栓固定。 发动机附件 附件为曲轴带轮驱动的单条 6 楔皮带传动系 统：驱动水 泵、交流发电机和空调压缩机，通过阻尼减 震张紧器张 紧该皮带。 曲轴箱强制通风 通风系统通过进气系统的真空度将窜入 曲轴箱内的废气 重新引入进气系统引入气缸内燃烧掉， 减少空气污染。 曲轴箱内的窜气通过发动机内部通道进入凸轮轴罩盖上 的油气分离器进行油气分离，机油流回曲轴箱内。分离 后 的燃油气根据发动机工况不同，通过部分负荷呼吸 管，通 入进气歧管，进入缸内燃烧；或者通 过全负荷呼 吸管，经过空滤后的管路及增压器等部件后通入进气歧 管，进 入缸内燃烧。 油气分离器内部设计有迷宫，撞击板分离单元以及 PRV 阀。曲轴箱窜气首先进入缸体上的迷宫进行预分离，再 进入撞击板分离单元进行精细分离；PRV阀主要作用是 尽 量减少窜气流量和进气管内压力变化带来的影响，使 曲 轴箱内的压力维持在合理范围内。 高压共轨与缸内直喷系统 缸内直喷式汽油机相对于进气 道喷射发动机而言，避免 了进气道湿壁现象的问题，为 燃油的精确计量提供了方 便，相应地降低了冷起动过程 中 HC 的排放量，提高了发 动机的瞬态响应速度。
GDI (Gasoline In-Cylinder Direct Injection) 燃油喷 射系统 主要包括：高压油泵，高压油管，燃油轨，轨压 传感器， 喷油器。 高压油泵在顶置凸轮的驱动下通过油管向油轨内泵送高 压燃油，喷油器将轨内燃油以一定的脉宽喷入气缸内， 轨压传感器向 ECU 返回轨内压力信号， ECU 通过高压 油泵 控制油轨内压力。 GL31 燃油喷射系统压力高达 35MPa。ECU 通过控制轨压和喷油脉宽来控制喷雾形状 和喷油量，以 满足不同工况对喷射的要求。 涡轮增压器 从发动机排气歧管排出的是高温高压的废 气，具有一定 的能量。在自然吸气发动机中，这部分能 量往往随着废 气的排放而白白浪费。而涡轮增压器可以 利用这些废气 为动力，提高发动机功率，同时提高燃油 经济性，减少 排放。涡轮机叶轮与压气机叶轮通过增压 器轴刚性连接，这部分称作增压器转子。增压器转子通 过浮动轴承 （转 子高速旋转时可保证摩擦阻力矩较小） 固定在增压器中。发动机工作时，排出的废气以一定角 度高速冲击涡轮机 叶轮，使增压器转子高速旋转。压气 机叶轮的高速旋转 使得发动机进气歧管内的气压升高， 达到增压效果。如 此，在进气过程中，空气会受到较大 的压力，从而使更 多的、密度更大的空气进入气缸。这 样，燃油就可以更 加充分的燃烧，发动机的性能便更上 一层楼。 由于汽油机增压器温度很高，因此采用水冷方式和润滑 油冷却方式进行冷却。 VVL 执行器根据 ECU 指令，将驱动销伸入凸轮轴上的螺旋 槽，引导套筒进行轴向移动，从而切换不同的凸轮，实 现不 同工况（转速、负荷）下的气门升程调节，实现提 高功 率并降低泵气损失的目的。 平衡轴 采用双轴平衡轴，有效降低发动机二阶振动，二 阶振动 降幅 70% 以上，同时采用静音齿轮传动系统，有 效提升整 车 NVH 品质。